ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Санкт-Петербургский технический колледж управления и коммерции» Профессиональное задание заключительного этапа Всероссийской олимпиады профессионального мастерства обучающихся по специальностям среднего профессионального образования 11.02.01 Радиоаппаратостроение 11.02.02 Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники (по отраслям) Задание 1. Произвести доработку представленной схемы аналого-цифрового электронного устройства в виртуальной среде моделирования в соответствии с индивидуальными требованиями. Максимальное количество баллов за правильно выполненное профессиональное задание 1 - 30 баллов. Общее время выполнения задания 120 минут. Этап 1. Максимальное количество баллов за правильно выполненное задание этапа 1- 10 баллов. Изучить схему электрическую принципиальную аналого-цифрового электронного устройства «Счетчик импульсов с первоначальным коэффициентом пересчета 100 с индикацией», представленную в виртуальной среде моделирования Multisim. Определить принцип функционирования схемы. Представить функциональную схему устройства. Результат - правильно составленная функциональная схема устройства в отчете. Этап 2. Максимальное количество баллов за правильно выполненное задание этапа 2 20 баллов. Произвести изменения в представленной схеме в соответствии с требованием индивидуального задания. Индивидуальные требования определяются полученным перед началом выполнения задания по случайной выборке числом от 51 до 99, которое определяет новый коэффициент пересчета. Доработку производить с помощью подсоединения в нужной конфигурации элементов U5A и U5B, представленных на схеме. Проверить функционирование доработанной схемы в виртуальной среде моделирования Multisim. Продемонстрировать работу схемы жюри в режиме моделирования при соответствии требованию задания. Обосновать перед членами жюри выбор схемных решений. Результат – сброс показания индикаторов в режиме динамического моделирования в 00 после отсчета заданного числа за вычетом единицы, зафиксированный жюри и скриншот исправленной схемы в отчете. При получении одинакового количества баллов победитель определяется по минимально затраченному времени. Задание 2. Произвести монтаж и наладку устройства световой сигнализации. Максимальное количество баллов за правильно выполненное профессиональное задание 2 - 50 баллов. Общее время выполнения задания 180 минут. Описание работы и принципа действия устройства световой сигнализации Устройство световой сигнализации содержит два светодиода – красный и синий. Светодиоды должны попеременно светиться сериями быстрых вспышек. В то время как один из светодиодов производит серию вспышек, другой гаснет, затем они меняются ролями. Устройство световой сигнализации состоит из трех основных функциональных узлов: генератора быстрых импульсов, источника медленных импульсов и коммутатора. Принцип работы устройства световой сигнализации заключается в подаче с выхода импульсного генератора быстрых импульсов на информационный вход коммутатора (демультиплексора) и подаче с выхода источника медленных импульсов на адресный (управляющий) вход коммутатора. Коммутатор имеет два выхода, на каждый из которых быстрые импульсы попадают сериями попеременно в зависимости от состояния управляющего входа. С выходов коммутатора быстрые импульсы попадают на разные светодиоды (красный и синий). Частота вспышек задается как частота повторения быстрых импульсов генератора, частота переключений светодиодов задается как частота повторения медленных импульсов от источника медленных импульсов. В качестве генератора импульсов использована микросхема таймера NE555P (аналог К1006ВИ1), частота повторения импульсов определяется соотношением сопротивлений резисторов и емкостью конденсатора, подключаемых к выводам микросхемы. Источником медленных импульсов является делитель частоты, в качестве которого применен счетчик импульсов на микросхеме К155ИЕ5. На вход делителя частоты подаются быстрые импульсы от генератора с частотой повторения F, на выходе импульсы имеют частоту повторения F/K, где K – коэффициент деления (пересчета). Коммутатор представляет собой логическую комбинационную схему демультиплексора, которая имеет 2 входа (А и D) и 2 выхода (Y1 и Y2). Вход А является управляющим (адресным), вход D - сигнальным (информационным). Логическая схема работает по принципу положительной логики и реализует на выходе Y1 логическую функцию, значение которой повторяет информацию сигнального входа D при отсутствии сигнала на адресном входе А (значение 0) и обеспечивает отсутствие сигнала (значение 0) при наличии сигнала на адресном входе А (значение 1). На выходе Y2 она реализует логическую функцию, значение которой повторяет информацию сигнального входа D при наличии сигнала на адресном входе А (значение 1) и обеспечивает отсутствие сигнала (значение 0) при отсутствии сигнала на адресном входе А (значение 0). Таблица истинности имеет следующий вид: A D Y1 Y2 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 Коммутатор реализуется элементами базиса 2И-НЕ из микросхем типа К555ЛА3. К выходам коммутатора подсоединяются сигнальные элементы в виде красного и синего светодиодов. Этап 1. Изучить описание и принцип действия устройства световой сигнализации, а также представленную схему электрическую принципиальную данного устройства. Представить схему электрическую структурную устройства световой сигнализации. Результат – правильно составленная схема электрическая структурная в отчете. Количество баллов за выполнение этапа 1 – 5 баллов. Этап 2. Измерить параметры радиокомпонентов, предложенных в наборе. Для измерения параметров компонентов можно воспользоваться мультиметром Digital Multimeter (DMM) из состава платформы NI ELVIS II. Из представленного набора радиокомпонентов выбрать нужные компоненты и в соответствии со схемой электрической принципиальной произвести монтаж и наладку на макетной плате NI ELVIS II генератора быстрых импульсов - таймера с заданной частотой повторения импульсов F1 = 10 Гц ±10%. Коэффициент заполнения γ = 0,5 – 0,6. Амплитуда импульсов 5 В -20%. Для измерения параметров импульсов можно воспользоваться виртуальным осциллографом Oscilloscope (Scope). Результат – скриншот осциллограммы импульсов на выходе генератора. Количество баллов за выполнение этапа 2 – 10 баллов. Этап 3. Из представленного набора радиокомпонентов выбрать нужные компоненты и в соответствии со схемой электрической принципиальной произвести монтаж и наладку на макетной плате NI ELVIS II делителя частоты с заданным коэффициентом деления K=16. Амплитуда импульсов 5 В -20%. Для измерения параметров импульсов можно воспользоваться виртуальным осциллографом Oscilloscope (Scope). Результат – скриншот осциллограммы импульсов на выходе делителя с частотой F2= F1/16 = 0,6 Гц ±10%. Количество баллов за выполнение этапа 3 – 5 баллов В случае отсутствия собранного работающего генератора импульсов вход делителя временно соединить с цифровым входом/выходом DIO0, вызвать виртуальный прибор Digital Writer (DigOut), установить в окне Pattern режим Alternating 1/0’s и запустить его. Таким образом, можно получить на входе делителя последовательность импульсов с частотой 5 Гц, что вполне достаточно для наладки. Этап 4. Из представленных набора радиокомпонентов выбрать нужные компоненты и в соответствии со схемой электрической принципиальной произвести монтаж и наладку коммутатора на макетной плате NI ELVIS II. При правильной сборке коммутатор сразу начнет функционировать, можно переходить к следующему этапу. При необходимости наладки подключить к коммутатору источник питания и виртуальные измерительные приборы. Для исследования работы устройства предлагается использование виртуального прибора Digital Writer (DigOut), с помощью которого можно формировать сигналы на входе узла. Для этого вход А соединить с DIO0, вход D соединить с DIO1, работать в режиме Manual, устанавливаемом по умолчании в окне Pattern. Контролировать состояния выходов следует с помощью светодиодов, выход Y1 соединить с LED0, выходY2 с LED3. Результат должен соответствовать состояниям входов и выходов по таблице истинности. Количество баллов за выполнение этапа 4 – 10 баллов Этап 5. Произвести соединения всех функциональных узлов в соответствии со схемой электрической принципиальной и провести наладку единого устройства световой сигнализации. Результат – функционирование устройства в соответствии с описанным принципом работы и заданными параметрами частоты вспышек и частоты переключения светодиодов. Количество баллов за выполнение этапа 5 – 5 баллов Этап 6. Произвести расчет параметров радиокомпонентов на новые параметры функционирования: частота повторения быстрых импульсов первого генератора F1 = 15 Гц ±15%; коэффициент деления делителя K = 8, частота повторения медленных импульсов F2 = 15/8 = 1,8 Гц ±15%, и с помощью выбора из набора соответствующих компонентов провести переналадку единого устройства световой сигнализации. Результат – функционирование устройства в соответствии с описанным принципом работы и новыми заданными параметрами частоты вспышек и частоты переключения светодиодов, а также скриншоты осциллограмм на выходах генератора и делителя частоты в отчете. В отчете также подробно отобразить результаты расчетов. Количество баллов за выполнение этапа 6 – 15 баллов При получении одинакового количества баллов победитель определяется по минимально затраченному времени.